生物大分子分离与提取 实验教学方案

第一篇：生物大分子分离与提取 实验教学方案

生物大分子分离与提取

实验教学方案

实验一 鸡蛋黄中卵磷脂的分离、纯化与鉴定 实验目的：

• • • • 了解从生物组织中提取生物分子的一般原理和方法

掌握从鸡蛋黄中提取卵磷脂的原理和方法

掌握卵磷脂的鉴定方法

鸡蛋，水浴锅，真空泵，蒸发皿，试管，研钵，氢氧化钠，硫酸铜，乙醇，丙酮，氯仿

实验原理：

• 卵磷脂是生物膜的成分，具有多种生物功能，鸡蛋黄中卵磷脂含量高达8%。卵磷脂、脂肪都溶于乙醇，而蛋白质、脑磷脂等在乙醇中形成沉淀，因此用乙醇溶液将蛋黄分成两部分。卵磷脂溶于氯仿而不溶于丙酮，因而可用丙酮将卵磷脂沉淀。

• • • 实验材料、药品与设备：

• •

四置于沸水浴上以蒸发掉乙醇，得到黄色油状物（注意：属于脂类混合物）。第三步：冷却后，加入2-3 ml氯仿，搅拌使溶解（注意：各种脂类都溶解于氯仿）。

第四步：边搅拌边加入10-15 ml丙酮，卵磷脂析出。搅动使其粘附于玻棒上，溶液倒入回收瓶内。（注意：所用技术为有机溶剂沉淀法）

2.卵磷脂的鉴定

（1）卵磷脂的水解：将卵磷脂转移到试管内，加入5 ml 10%氢氧化钠溶液，放入沸水中加热10 min，用玻棒搅拌，卵磷脂水解。冷却后，在玻璃漏斗中用棉花过滤。收集滤液备用。

（2）脂肪酸的检查：取棉花上的沉淀少许，加5ml水，搅拌，有何现象？过滤，滤液中加入浓硝酸，再滴10%醋酸铅溶液，观察有何现象？

（3）甘油的检查：取小试管一支，加入1滴5%硫酸铜溶液，2滴10%氢氧化钠溶液，振荡，产生氢氧化铜沉淀。再加入水解液，沉淀溶解，得深蓝色甘油铜溶液。•

（4）胆碱检测：取1ml水解液，滴加浓硫酸，至中和（用蓝色石蕊试纸检查），然后加克劳特试剂1滴，产生夸红色沉淀。•

（5）磷酸的检查：取1支试管，加入10滴水解液和5滴95%乙醇溶液，再加硝酸

使其酸化，然后加入1ml钼酸铵试剂，观察有何现象产生？最后直接用火加热5-10min，观察黄色磷钼酸铵沉淀的生成

作业：

撰写实验报告（长度2000字以上）

实验二 奶粉中酪蛋白的检测

实验目的：

• • •

了解奶粉中的酪蛋白特点 掌握奶粉中蛋白质的提取方法 酪蛋白是乳蛋白质中最丰富的一类蛋白质，约占乳蛋白的80~82%，酪蛋白不是单一的蛋白质，是一类含磷的复合蛋白质混合物，以一磷酸酯键与苏氨酸及丝氨酸的羟基相结合。它还含有胱氨酸和蛋氨酸这两种含硫氨基酸，但不含半胱氨酸。它在实验步骤： 1．卵磷脂的提取：

• 第一步：1个鸡蛋，煮熟，取蛋黄，研钵中研细，加95%乙醇15ml，再研磨，搅拌均匀。减压过滤，收集滤液。残渣移入研钵内，再加同量乙醇，研磨，过滤。将两次滤液合并。（注意：滤液应当完全透明）• 第二步：将滤液集中到蒸发皿里，将蒸发

实验原理：

牛乳中的含量约为35g/L，比较稳定，利用这一性质，可以检测牛乳中是否掺假。• 酪蛋白在其等电点时由于静电荷为零，同种电荷间的排斥作用消失，溶解度很低，利用这一性质，经牛乳调到pH4.6，酪蛋白就从牛乳中分离出来。酪蛋白不溶于乙醇，这个性质被利用来从酪蛋白粗制剂中将脂类杂质除去。

作业：

准确称重后，计算出每100g奶粉所含有的酪蛋白量。或者：100ml牛乳所制备出的酪蛋白数量（g%），并与理论产量（3.5g%）相比较，求出实际获得百分率。做出实验报告（长度2000字以上）

实验二 果汁中糖的检测

实验目的：

• •

了解薄层色谱法的分离原理

掌握薄层色谱法鉴定果汁中的糖的操作技术。

实验原理：

对多组分的复杂混合物，无论是有机物或无机物，薄层色谱法是有效的分离技术之一。•

硅胶是常用的吸附剂，在一定条件下，硅胶对各种糖分的吸附能力不同。同时，选择适当的展开剂，利用各种糖分的分配系数的差异，可能达到分离的目的。显色后得到的色谱图与已知糖分的色谱图比较，即可鉴定果汁中的糖分。•

未知物组分的鉴定是通过在同一块薄层板上分别点上标准样品和未知样品，通过比较斑点的比移值来定性鉴定。比移值公式：Rf=原点到斑点中心的距离/原点到展开剂前沿的距离 •

相同条件下，物质的Rf值是一定的，因而可用其作为定性分析的参考。分离后，可能用适当的方法定量测定。将被测物浸取后用比色法测定其含量，或用薄层扫描仪直接测出。

实验材料：

• •

汇源果汁

层析缸，微量注射器，薄层板，吸附剂，硅胶G，正丁醇，丙酮，苯胺，硫酸，果糖，葡萄糖，乳糖，异丙醇，无水乙醇

实验步骤：

1.制作薄层板：将玻璃板洗净至不挂水，晾干后置于干燥处备用。将10克硅胶G加适量的水，在研钵中沿一个方向研磨，制成均匀的胶浆，立即倾倒于玻璃板中央，迅速振荡，使硅胶均匀。涂布好的薄层板于室温下晾干，并在105C温度下活

o实验步骤：

• 1.酪蛋白等电点沉淀

将10g奶粉溶解到100ml水中，在500ml烧杯中进行。加热至40℃左右，再慢慢加入同温度的乙酸钠缓冲液以调节酸碱度，直到pH达4.6左右，用pH试纸或酸度计调试。将上述悬浮液冷却至室温，然后放置5min，用细布过滤，收集沉淀。• 2.除脂类杂质

将上述沉淀用少量水洗数次，然后悬浮于30ml95%的乙醇中。将此悬浮液倾于布氏漏斗中，抽滤除去乙醇溶液，再倒入乙醇—乙醚混合液洗涤沉淀两次，最后再用乙醚洗涤沉淀两次，抽干。将沉淀从布氏漏斗中移到到表面皿，在表面皿上摊开以除去乙醚，干燥后得到的是酪蛋白纯品。• 3.计算

化30min，贮于干燥器中备用。硅交厚度约为0.1mm，用前用氯仿-甲醇（8：2）预洗，105oC温度下加热1h。• 点样：距色谱板底边2cm处用铅笔划线，用微注射器或玻璃毛细管点样，各斑点之间相距2cm ,直径不过2mm，每个样品点4次，每次点样后用冷风吹干或自然干燥。在板上标出起始线和欲展开的前沿线，一般展开距离为7cm以上。• 展开：点样后的薄层板在空气中晾干，将配好的展开剂倒入展开缸中，使展开剂在缸中的深度至少1cm，加盖，混合均匀。数分钟后让溶剂在展开缸中饱和后，再将点好样的色谱板迅速入入缸内，昼不破坏缸内的气氛。薄层板下部浸入展开剂中约0.5cm 以上，但切不可让样品斑点浸入到展开剂中。由于吸附剂的毛细管作用，展开剂和斑点不断向上迁移，直到展开剂前沿到事先预定好的刻度线后（一个过程约25-30min），可取出色谱板。空气中晾干（约需要15min）。• 显色：在通风橱中，喷雾，在100o

C一烧烤10-20min。

作业：

拟定实验报告（长度2000字以上），分析部分包括：

计算果汁中所含糖的Rf。分析色谱过宽、颜色过深的原因。

实验四 植物单宁的提取测定

实验目的：

• 单宁是多

酚

类

化

合物 广义的多酚类化合物包括两大类，一类是非聚合物，如各种黄酮类化合物、绿原酸、鞣花酸等；另一类是单体酚类聚合而成的低聚体或多聚体，统称单宁类物质，或狭义的多酚类，包括水解单宁和缩合单宁两类。• 水解单宁：分子内具有酯键，通常以一个多元醇为核心，通过酯键与多个酚羧酸相连接而成。水解单宁在酸、碱、酶的作用下不稳定，易于水解。根据水解后产生多元酚羧酸的不同，水解单宁可分为琣单宁（水解后产生没食子酸）、鞣花单宁（水解后产生鞣花酸或其它与六羟基联苯二 酸有生源关系的物质。•

通过香草醛-盐酸法测定植物组织中缩合单宁含量，巩固从植物组织中分离生物分子的方法。

实验原理：

用70%甲醇溶液提取单宁，过滤，滤液加香草醛甲醇溶液和浓盐酸，显色后，以水为空白对照，用分光光度计于510nm处测定吸光度，用儿茶素作标准曲线测定单宁含量。

实验材料与仪器：

• 分光光度计

• 刻度移液管：1ml, 5ml, 10ml • 试管

• 容量瓶：volumetric flask 10ml, 50ml • 分析天平，感量0.0001g • 水浴锅water bath • 振荡机 • 移液管50ml •

具塞三角瓶100ml

实验步骤：

1.试剂配制： •

4%香草醛甲醇溶液：2g香草醛甲醇定容于50ml容量瓶中。

儿茶素标准溶液：5mg儿茶素标准品定溶于50ml容量瓶中。2.提取：

• 称取银杏/或柿叶10克，研磨，转移到三角瓶中，加70%甲醇溶液50ml，加塞子密封，于振荡机上振荡1小时，然后用双层

滤纸过滤，滤液备用。

3.测定： •

取0.5ml滤液，移入以铝铂遮光的试管中加入4%香草醛甲醇溶液3ml和浓盐酸1.5ml，在20o

C水浴中反应20分钟。蒸馏水作空白，510nm处测定吸光度。4．绘制标准曲线：

• 4.1 用移液管准确吸取0、1、2、3、4、5 ml儿茶素标准液，分别置于6个10ml容量瓶中，用70%甲醇溶液稀释至刻度（分别相当于0、10、20、30、40、50µg/ml的儿茶素含量）。

• 4.2 用移液管分别吸取以上儿茶素标准溶液系列0.5ml，置于6支铝铂遮光的试管中，各准确加入4%香草醛甲醇溶液3ml和浓盐酸1.5ml，在20o

C水浴中反应20分钟。蒸馏水作空白，510nm处测定吸光度。• 4.3 以吸光度值作纵坐标，儿茶素标准溶液系列中儿茶素含量（µg/ml）作横坐标，绘制标准曲线。•

5．计算：

• 单宁含量以样品中儿茶素质量的百分数表示，按下式计算： • 单宁含量（%）=50×V÷W • 50：提取液体积（ml）

• V：从标准曲线上查得的单宁含量（µg /ml）

• W：样品质量（µg）作业：

撰写实验报告（长度2000字）。

第二篇：“植物叶绿素的分离和提取实验”之生物实验教学反思

“植物叶绿素的分离和提取实验”之生物实验教学反思

讲课时间：2012年3月7日（星期三上午第一大节）

组

别：第六组

组

员：************

对于植物叶绿素的分离和提取实验在高中教材中应该算是一个经典而且属于重点的实验，这实验总的来说比较简单，而且内容比较少，对实验技巧性的要求还是比较少的，所以我个人觉得越是这样的实验对于老师在教学过程中要发掘的问题应该越要深入。所以依据我个人对这堂课的理解再对照邹亚云所上课的情况我有以下几点反思：

第一；她讲课语言组织还是很得体的，通俗易懂，可见他在课后还是花了很多时间和精力去准备酝酿的。可能对于我们这些大三的初次上台讲课的同学来说可能还是有或多或少的紧张吧，所以在讲课过程中还是会出现语言中断的现象，针对这种突入起来的思维短路，或许搞的我们这些“新手”有点措手不及，因此总会出现一些教师不得体的表情或动做。我想这些只要我们在以后教学的过程中多加注意，加之经验的不断丰富，我想对于这样的问题我们在以后的教学实践中都会不断柔和的。

第二；教学内容方面我个人觉得在把握全局的基础上应该多注重重点，应该多花一些时间去讲解，对于本节课我想她应该多花点时间在实验原理的讲解上，因为只有学生在理解教材核心思想的基础上才能有所创新。考虑到高中的许多实验都是验证性的实验，因此会造成学生只会照搬教材上的实验，而学不会实验技能思想的迁移，造成不能举一反三，对于这种现象我想在当前教育的新形势下老师应该多注重培养学生的独立思考和创新精神，比如邹亚云在实验后让同学们在课后自己探究用圆形纸和粉笔代替长条形滤纸做层析。对于这种做法我个人觉的对提高学生的创新能力是有帮助的，当然这种做法是建立在学生对这个实验已经理解的基础上，我想如果它能够将这种想法直接应用于课堂我想会更有价值，因为考虑学生在课后一来没相对较理想的实验条件，二来可能在他们实验的时候经常会出现一些他们解决不了的问题而旁边又没人指导的问题，从而造成他们有问题而得不到及时解决的困惑。如果在课堂上老师能够给予相应的引导，能让大部分同学参与进来动脑筋思考，这岂不是既解决了上述问题又达到资源的最大优化。

第三；实验是一个既动手又动脑的过程，因此针对邹亚云所讲的，如果在同学做实验的同时如果能多加组织引导我想这样更能有效率有条理的去充实这堂实验课。比如学生在用不同材料做叶绿素的分离提取实验中，老师能够分配不同组去做不同材料，然后老师再根据不同材料所作出的结果加以分析，当然在分析的过程中老师不仅要对成功的例子加以讲解而且更应该对失败组加以对照分析，从而从中得出失败的原因以及成功的关键，我想这样不仅给了学生自己动手独立思考的机会还会让学生拓宽了对实验的理解。

第四；从教学中我想老师还应把握教学思维的连贯性，这里我所指的就是因果联系。我想学生不仅要学到怎么去做而且更应该去理解

为什么这么去做，只有这样学生才会举一反三而不是机械的记忆。所以我认为在实验教学的过程中老师应该去找教学内容上的一些联系，将这个实验整个框架联系起来。

我想问题终究是单方面的表现，寻根究源我们更应该从根源出发去解决问题，总而言之，一切我们的教学都应该建立对教材的理解上，以教学目标为导向，运用教学技能去很好的体现出来，只有这样我们才能有针对性的有效的而又有方向的去解决问题，对于一些技巧性的东西我们可以在教学实践中与时俱进，不断学习更新。

2012年3月9日

09生物科学2班

第三篇：叶绿体中色素的提取与分离实验教学设计

叶绿体中色素的提取与分离（实验）教学设计

学生们通过初中的学习，对光合作用已有了一定的基础，但还很不深入，因此教师要在学生已有的知识基础上帮助学生构建内涵丰富的光合作用的概念。本实验探究叶绿体中光合色素的组成，通过实验，使学生知道叶绿体中参与光合作用的色素，为下一课时学习光合作用奠定基础。

一、高考考纲对教材中实验能力的要求

能独立完成实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验的方法和技能进行综合的运用。

二、教学目标 1．知识目标

（1）初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法、了解纸层析法的原理。（2）通过实验结果分析，理解各药剂在实验中的作用和对实验结果的影响，探索叶绿体中有几种色素，观察和区别叶绿体中色素的种类及颜色。

2．技能目标

（1）合理组织语言，描述实验现象，锻炼学生观察能力和语言表达能力。（2）对实验现象相互交流和讨论，提高学生思考问题和解决问题的能力。3．情感目标

通过本节实验课，激发学生对生物科学的兴趣，培养学生严谨的科学态度，学会根据实验的现象和结果，进行分析，推出结论。通过本实验，培养学生的自我动手和探究问题的能力。实验结束完成整理工作。

三、实验重点与难点

重点：初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法、探索叶绿体中色素在滤纸上层析的情况。

难点：分离叶绿体色素中绿叶细线的画法。

四、课前准备 1．教师准备

（1）实验材料、仪器及试剂准备。新鲜的菠菜，干燥的定性滤纸、烧杯、研钵、漏斗、毛细吸管、试管、棉塞、试管架、剪刀、脱脂棉、药匙、培养皿、天平、直尺、铅笔、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙等。

（2）推测可能出现的情况进行探究，分析原因，得出结论，做到心中有数。2．学生准备

（1）预习本实验。包括实验目的、原理，熟悉实验步骤等。（2）复习叶绿体中色素的种类和颜色。

五、实验原理

1．绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇或丙酮中，即可以用无水乙醇或丙酮提取绿叶中的色素。

2．绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的在滤纸上扩散得慢。可据此将色素分离。

六、教学方法

师生合作（以学生操作为主、教师讲解为辅）

七、方法步骤：

1．提取色素：称取、剪碎、研磨、过滤（1）称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。

（2）向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10ml无水乙醇或丙酮，进行迅速、充分的研磨。

（3）将研磨液迅速倒入小玻璃漏斗（漏斗基部放少许脱脂棉）。将滤液收集到一个小试管中，及时用棉塞将试管口塞紧。

2．制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长条形，滤纸条的一端剪去两角做标记，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。

3．画滤液细线：用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细而直的滤液细线。待滤液干后，再画一两次。

4．分离色素：将3ml层析液倒入烧杯，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用培养皿盖上小烧杯。

5．观察实验结果：观察烧杯内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。

八、实验注意事项

1．叶片要新鲜、颜色要深绿，去掉叶柄和粗的叶脉，尽量将叶片剪得细碎些。

2．研磨要充分、迅速，研磨时用纸盖住研钵。

3．滤液收集后要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。4．滤液细线要细、直、含较多色素。

5．滤线上的滤液细线不能浸入层析液。（为什么？）

九、实验结果与结论：

实验结果如图，滤纸条上有4条不同顏色的色带，从上往下依次为：胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)，叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素b(黄绿色)。这说明绿叶中的色素有4种，叶绿素a最宽说明叶绿素a含量最多。四种色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度也不一样。

十、讨论：

对本次实验的结果作出分析：理论上的实验结果是，在滤纸条上出现4条呈平行线分布的色素带，自上而下依次为橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。

如果实验结果看不清楚4条色素带，可能原因：选择的叶片不够新鲜、浓绿；研磨不够迅速、充分；过虑时没用脱脂棉，而用了滤纸吸附了一定的色素，使提取液色素含量浓度不够；色素分离时，层析液没及了滤液细线，使色素溶解到层析液中。

如果4条色素带不整齐，可能原因是画滤液细线时，没有做到细、直、齐；滤纸条一端的两角剪的过程中不对称造成的等等。

十一、板书设计

实验4．3 叶绿体中色素的提取与分离

一、实验原理

1、叶绿体的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取叶绿素中的色素。

2、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。

二、实验目的与要求

1、初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。

2、探索叶绿素中有几种色素，观察和区别叶绿素中的色素的种类及颜色。

三、实验材料用具

四、实验方法与步骤

1．提取色素 2．制备滤纸条 3．画滤液细线 4．分离色素 5．观察实验结果

五、课后思考题

十二、学生做好整理工作，并完成以下课后思考题

1．在圆滤纸的中央，点上叶绿体色素的提取液进行层析，随着层析液从滤纸中央向四周扩散，形成四个色素带，排在最里面的色素是（）

A．叶黄素

B．胡萝卜素

C．叶绿素a

D．叶绿素b 2．某位同学在做叶绿体色素的提取分离实验时，操作情况如下所述，结果实验失败，请指出其错误所在：

（1）将5克菠菜叶完整放入研钵中，加入无水乙醇、石英砂、CaCO3，迅速研磨。

（2）用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速重复2-3次。（3）把画好细线的滤纸插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸上的扩散。

十三、教学后记

通过实验可以培养学生实践操作的能力及合作的精神，掌握探索实验的方法。初步掌握提取和分离绿叶中色素的方法，探索高等植物绿叶中有几种色素及其颜色。实验过程中，学生都能用过滤方法提取绿叶的色素和用纸层析法分离提取到的色素，学会分析实验结果，但由于学生的探索（好奇）心理，选择不同操作方法，得到的结果有些差别，甚至得不到正确明显的结果，但培养了学生敢于探索的精神。

做实验前，就要给学生讲明白研磨过程中加入石英砂、碳酸钙、无水乙醇或丙酮的作用，让学生明确仪器的原理，实验原理，是培养学生使用它们的能力的基础。在提取叶绿体色素中，要让学生了解叶绿体色素是有机物，可以溶于有机溶剂。了解叶绿素易被细胞液内某些有机酸破坏，影响对色素的观察，从而使学生明确为什么在研磨时要加碳酸钙。

实验过程需要老师的解读，让学生简易掌握，在学生实验中，不是单纯的出现结果就行了。而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用，每一个处理意义以及各步骤之间的联系，从中学习解决问题、研究事物的方法。备好滤纸条后，在距去两角的一端 1厘米处用铅笔画一横线，目的是为划滤液细线提供参照线并且防止层析时在盛有层析液的烧杯中，滤液细线没及层析液。划滤细线时还应让学生知道干燥后重复划2～3次，是为了增加色素的分子数，以便在纸条上走出四条明显的色素带来。如果在不干燥的情况下连续划线，色素会随滤液中的液体（如丙酮）在纸条上的扩散而扩散，划出的滤液细线较宽，其结果是相邻的两条色带会发生部分重叠，影响实验效果。

实验中有的学生的实验结果不明显或失败，老师应帮助学生查找原因。如叶绿体中色素提取和分离的实验结果四条色素带部分或全部不明显，老师可提示操作过程中是否按照老师要求去做的，有没有对忽视实验重点而造成实验的失败等等，培养学生探索问题的耐心和能力。

第四篇：有机化学实验教学之菠菜色素的提取和柱层析分离

有机化学实验教学之菠菜色素的提取和柱层析分离

一、实验目的

1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；

2、通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。

二、实验原理

绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等多种天然色素。

叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差别仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。

胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体，即-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素A。目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。

叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。

三、主要仪器与试剂

仪器：研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸

试剂：硅胶G，中性氧化铝，甲醇，石油醚（60-90℃），丙酮，乙酸乙酯，菠菜叶。

四、实验流程

五、操作步骤

1、菠菜色素的提取

称取2g洗净后的新鲜（或冷冻）的菠菜叶，用剪刀剪碎并与10mL甲醇拌匀，在研钵中研磨约5min然后用布氏漏斗抽滤菠菜汁，弃去滤渣。

将菠菜汁放回研钵，每次用10mL 3:2（体积比）的石油醚-甲醇混合液萃取两次，每次需加以研磨并且抽滤。合并深绿色萃取液，转入分液漏斗，每次用5mL水洗涤两次，以除去萃取液中的甲醇。洗涤时要轻轻旋荡，以防止产生乳化。弃去水-甲醇层，石油醚层用无水硫酸钠干燥后滤入圆底烧瓶，在水浴上蒸去大部分石油醚至体积约为1mL为止。

2、薄层层析

取四块显微载玻片，用硅胶G加0.5%羧甲基纤维素调制后制板，晾干后在110℃活化1h。展开剂：（a）石油醚-丙酮=8:2（体积比）（b）石油醚-乙酸乙酯=6:4（体积比）

取活化后的层析板，点样后，小心放入预先加入选定展开剂的广口瓶内，盖好瓶盖。待展开剂上升至规定高度时，取出层析板，在空气中晾干，用铅笔做出标记，并进行测量，分别计算出Rf值。

分别用展开剂a和b展开，比较不同展开剂系统的展开效果。观察斑点在板上的位置并排列出胡萝卜素、叶绿素和叶黄素的Rf值的大小次序。注意更换展开剂时，须干燥层析瓶。

3、柱层析

在层析柱中，加3cm高的石油醚。另取少量脱脂棉，先在小烧杯用石油醚浸湿，挤压以驱除气泡，然后放在层析柱底部，轻轻压紧，塞住底部。将3g层析用的中性氧化铝（150~160目），从玻璃漏斗中缓缓加入，小心打开柱下活塞，保持石油醚高度不变，流下的氧化铝在柱子中堆积。必要时用橡皮锤轻轻在层析柱的周围敲击，使吸附剂装得均匀致密。柱中溶剂面由下端活塞控制，既不能满溢，更不能干涸。装完后，上面再加一片圆形滤纸，打开下端活塞，放出溶剂，直到氧化铝表面溶剂剩下1~2mm高时关上活塞（注意！在任何情况下，氧化铝表面不得露出液面）。

将上述菠菜色素的浓缩液，用滴管小心地加到层析柱顶部，加完后，打开下端活塞，让液面下降到柱面以上1mm左右，关闭活塞，加数滴石油醚，打开活塞，使液面下降，经几次反复，使色素全部进入柱体。待色素全部进入柱体后，在柱顶小心加洗脱剂—石油醚-丙酮溶液9:1（体积比）。打开活塞，让洗脱剂逐滴放出，层析即开始进行，用锥形瓶收集。当第一个有色成分即将滴出时，取另一锥形瓶收集，得橙黄色溶液，它就是胡萝卜素。

用石油醚-丙酮7:3（体积比）作洗脱剂，分出第二个黄色带，它是叶黄素（1）。再用丁醇-乙醇-水3:1:1（体积比）洗脱叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。

六、注释（1）叶黄素易溶于醇而在石油醚中溶解度较小，从嫩绿菠菜得到的提取液中，叶黄素含量很少，柱色谱中不易分出黄色带。

七、思考题

1、试比较叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素的极性，为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快？

第五篇：生物分离与纯化复习题（本站推荐）

生物分离与纯化复习题 第一章

1、生物分离纯化技术的概念？

以生物物质原料为基础，对目标产物进行提取、纯化、加工制备的生产技术。

2、生物物质与生物产品的区别？

生物物质：生物物质是指存在于生物体内的所有生物活性物质的总称。生物物质的制成品统称为生物产品。

生物产品：在产业中的生物物质的制成品。

3、生物分离纯化技术的原理和特点？

基本原理：利用混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别来实现组分间的分离或纯化。

技术原理：选用能够识别这些差别的分离介质或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的高效分离。

特点：⑴环境复杂、分离纯化困难含量低、工艺复杂

⑵ 稳定性差、操纵要求严格

⑶ 目标产物最终的质量要求很高

⑷ 终极产品纯度的均一性与化学分离上纯度的概念并不完全相同 ⑸ 终极产品纯度的均一性与化学分离上纯度的概念并不完全相同

4、发酵生物产品分离纯化的生产工艺？ ⑴原材料的预处理 ⑵颗粒性杂质的去除

⑶可溶性杂质的去除和目标产物的初步纯化 ⑷目标产物精制

⑸目标产物的成品加工

5、生物分离技术的应用？ 食品添加剂 药物

第二章

6、预处理的目的？

使目标产物最大限度的转移到溶液中。

7、改变发酵液过滤特性的基本方法？

⑴降低液体黏度（常用加水稀释法和加热法）⑵调整pH（改变物质的电离度和电荷性质）⑶加入反应剂（沉淀杂质）

⑷加入助滤剂（不可压缩的多孔微粒，使滤饼疏松，增大滤速）⑸凝聚和絮凝

8、对发酵液相对纯化的基本方法？ 高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe2+）

⑴Ca2+ 草酸钠→草酸钙沉淀（回收草酸）⑵Mg2+ 三聚磷酸钠→三聚磷酸钠镁络合物 ⑶Fe2+ 黄血盐→普鲁士蓝沉淀 杂蛋白 ⑴沉淀

⑵变性 ①加热大幅度调解pH ②加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂 ⑶吸附法

9、凝聚和絮凝的作用原理？

凝聚原理：加入电解质，中和胶体粒子的电性，夺取胶体粒子表面的水分子，破坏其表面的水膜，使胶体粒子能聚集起来 絮凝原理：（絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物）通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈地吸附胶粒，形成较大的絮团

10、离心分离的基本原理？

⑴当物体围绕一中心轴做圆周运动时，运动物体就受到离心力的作用。

⑵旋转的速度越高，运动物体所受到的离心力越大。在相同转速条件下，不同运动物体所受到的离心力大小不同，表现出不同的沉降速度。

11、离心分离的常用方法及特点？ ⑴差速离心法

⑵速率区带离心法 最大的梯度密度低于最小密度的沉降样品在最高的沉降物质 达到管底前停止，短时间，低速度

⑶等密度离心法 最大的梯度密度大于密度最大的沉降样品 使各组分沉降到其平衡的密度区，长时间，高速度

11、离心分离的常用设备类型及特点？

⑴根据其离心力大小，可分为低速离心机、高速离心机和超离心机； ⑵按型式可分为管式、碟片式等；

⑶按作用原理不同可分为过滤式离心机和沉降式离心机两大类。⑷按出渣方式可分为人工间歇出渣和自动出渣等方式。

第三章

13、微生物、植物细胞壁组成和结构特点？ 细菌：肽聚糖，网状结构；

酵母细胞壁：葡聚糖和甘露聚糖的交联

霉菌细胞：几丁质或纤维素的状结构，其强度比细菌和酵母菌的细胞壁有所提高。

14、常用的细胞破碎方法？

⑴直接测定法：适当稀释，血球计数板计数； ⑵目标产物测定法 ⑶测定导电率

16、沉析分离的依据是什么？

通过加入某种试剂或改变溶液条件，使目标产物以固体形式从溶液中沉降析出的分离纯化技术。

17、盐析法的原理是什么？

在高浓度中性盐存在的情况下，蛋白质等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。

18、影响盐析的因素有哪些？ ⑴盐饱和度的影响 ⑵蛋白质浓度的影响 ⑶pH的影响 ⑷温度的影响

19、盐析法分离蛋白质的特点？ 优点：经济、安全、操作简便、应用范围广 缺点：盐析法分辨率不高

20、常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ ⑴盐析法

⑵有机溶剂沉淀法 ⑶等电点沉淀法

⑷选择性变性沉淀法 ⑸有机聚合物沉淀法

21、有机溶剂沉析原理和特点？

原理：有机溶剂加入使溶液介电常数减小，溶质之间静电作用增加。有机溶剂破坏溶质的水化层，使溶质间的作用力增加。优点：①分辨能力比盐析法高；

②有机溶剂沸点低，易挥发除去，不会残留于成品中，产品更纯净，沉淀物与母液间的密度差较大，分离容易。

缺点：①有机溶剂沉淀法易使蛋白质等生物大分子变性，操作需在低温下进行； ②需要耗用大量有机溶剂，成本较高；

③有机溶剂一般易燃易爆，所以贮存比较困难或麻烦。

22、等电点沉析原理和特点？

原理：两性电解质处于等电点时，分子表面净电荷为0，双电层和水化膜结构被破坏，溶解度降低。

特点：等电点沉淀法只适用在等电点时溶解度很低的两性生化物质

23、有机聚合物沉析原理和特点？

利用生物大分子与某些有机聚合物形成沉淀而析出的分离技术称为有机聚合物沉析。P52

24、结晶操作的原理是什么？

⑴当溶液处于过饱和状态时，分子间的分散或排斥作用小于分子间的相互吸引作用。

⑵ 结晶是一个以过饱和度为推动力的质量与能量的传递过程。

25、过饱和溶液形成的方法有哪些？ ⑴将热饱和溶液冷却 ⑵将部分溶剂蒸发 ⑶化学反应结晶 ⑷解析法

26、稳定、亚稳定和不稳定区溶液的特征？ 稳定区——溶液稳定。

亚稳定区——加入晶核，晶体成长 不稳定区——溶液自发形成结晶

27、常用的起晶方法有哪些？ ⑴自然起晶法 ⑵刺激起晶法 ⑶晶种起晶法

28、结晶操作中3个主要过程的特点？ 过饱和溶液的形成

晶核的形成：晶核是在过饱和溶液中最先析出的微小颗粒。晶核的大小通常在几个纳米到几十个纳米。

晶体的生长：溶液主体的溶质传递到晶体表面，溶质进入适当的晶格位置，结晶产生的热量传导到溶液中

第四章

29、色谱分离技术的概念

利用不同组分在固定相和流动相中的物理化学性质的差别，使各组分在两相中以不同的速率移动而进一步分离的技术。30、色谱分离系统的组成

色谱分离系统包括两个相：固定相，流动相。

31、色谱分离技术的分类

⑴根据分离时一次进样量的多少分类 分析规模(小于10mg)半制备规模(10~50mg)制备规模(0.1~10g)生产规模(>10g)⑵根据流动相的相态不同分类 气相色谱—以气体作流动相 液相色谱—以液体作流动相

超临界流体色谱—流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体 ⑶根据固定相的附着方式分类： 纸色谱—液体固定相涂在纸上

薄层色谱—固定相涂敷在玻璃或金属板上 柱色谱—固定相装在圆柱管中 ⑷按分离机理不同分类 吸附色谱法 分配色谱法

离子交换色谱法 凝胶色谱法 亲和色谱法

⑸根据操作压力的不同分类 低压色谱：操作压力<0.5MPa 中压色谱：操作压力0.5～4.0MPa 高压色谱：操作压力4.0～40MPa

32、色谱法的特点 ⑴分离效率高 ⑵灵敏度高 ⑶分析速度快 ⑷应用范围广

缺点：处理量小；操作周期长；不能连续操作。

33、吸附色谱分离技术的要点

吸附法的关键是选择吸附剂和展开剂

34、离子交换树脂的基本结构 ⑴三维空间网状骨架 ⑵骨架上连接官能团

⑶官能团携带相反电荷的离子

35、离子交换树脂的分离原理

36、离子交换树脂分离的工艺过程 ⑴离子交换树脂的选择 ⑵离子交换树脂的预处理 ⑶离子交换操作条件的选择 ⑷离子交换过程 ⑸洗脱过程 ⑹树脂的再生 ⑺树脂交换操作 第五章

1、过滤技术的概念及过滤的原理

概念：过滤技术是将固体颗粒与液体进行分离的一种技术，是溶解物与不容物的分离。

原理：利用多孔性介质截留固液悬浮液中的固体粒子，进行固液分离的方法称为过滤

（推动力：重力、压力和离心力）

2、过滤的目的：

获得清净的液体产品，也可能是为了得到固体产品

3、过滤分类：

按料液流动方向：常规过滤、错流过滤

按操作压力：常压过滤、减压过滤和加压过滤 按过滤方式：表面过滤和深层过滤

4、过滤的介质

过滤的介质应由惰性材料制成；耐酸耐碱耐热适用于各种溶液的过滤；过滤阻力小，滤速快，反复利用，易清洗；具有足够的机械强度，廉价易得

5、常用的过滤介质：

滤纸、脱脂棉、织物介质、微孔滤膜等

6、过滤装置

普通漏斗、垂熔玻璃滤器、砂滤棒、板框式压滤机、微孔滤膜过滤器

7、常用的过滤方法

①深层过滤（深层过滤有滤芯和滤膜两种）

②筛式过滤（过滤分离取决于滤片基质孔径的大小）

③系列膜过滤（使用圆盘夹膜式滤器，依次降低所用膜的孔径）

8、影响过滤的因素

①混合物中悬浮微粒的性质和大小 ②混合液的黏度 ③操作条件

④助滤剂的使用

9、膜分离技术的概念

是指利用天然或人工合成的具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集的过程

10、膜的分类 按膜孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳米过滤膜 按膜的结构：对称性膜、不对称性膜、复合膜 按材料分：无机材料膜、高分子合成聚合物膜

11、膜的性能

耐压、耐温、耐酸碱 性、化学相容性、生物相容性、低成本

12、膜分离技术的特点

①处理效率高、设备易于放大； ②可在室温或低温操作

③化学与机械强度小、减少失活 ④无相变、节能

⑤选择性好、可达到部分纯化目的 ⑥回收率较高

13、膜组件 的定义

由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成的一个单元称膜组件或膜装置

14、膜组件的形式

管式、螺旋卷式、毛细管式、中空纤维式、平板式

15、微滤技术的概念及原理

概念：利用辩分原理截留直径为0.05~10微米大小的粒子的膜分离技术

原理：利用微孔滤膜的筛分作用，在静压差推动下，将滤液中尺寸大于0.1~10微米的微生物粒子截留下来，以实现溶液的净化、分离和浓缩的技术。

16、微滤的操作方式 死端微滤和错流微滤

17、微滤膜的特性 ①孔径的均一性 ②空隙率高 ③滤材薄

18、超滤的定义

凡是能截留相对分子质量在500以上的高分子的膜分离过程称为超滤

19、超滤的原理

膜表面无数微孔截留住了分子直径大于孔径的溶质和颗粒从而达到分离的目的 20、超滤的特点和影响因素

特点：膜材料无毒无害

膜有较好的耐酸碱耐溶剂性能

低压操作

超滤装置无污染

成本低、回收率高

影响：溶质的分子性质、溶质的浓度、温度、压力 21、超滤前的准备：

充分了解超滤膜的性能、正确安装超滤装置、超滤膜清洗消毒处理后的检测、对加工溶液的要求、洗滤、超滤操作参数的优化、超滤膜的清洗储存（作为了解）、超滤设备

搅拌式超滤、无搅拌式超滤、中空纤维超滤

23、透析技术

透析是一种扩散控制的，一浓度梯度为驱动力的分离方法。

24、反渗透技术

一种只能透过溶剂而不能透过溶质的膜一般称为理想的半透膜

第六章

1、萃取的概念

根据混合物中不同组分在溶剂中的溶解度不同，将所需的组分分离出来，这个操作过程称为萃取

2、萃取的分类

根据参与溶质分配的两相不同分类 ①液液萃取 ②液固萃取 组分数目不同分类

①多组元体系 ②三元体系 有无化学反应分类

①物理萃取 ②化学萃取 萃取剂的种类和形式分类 ①双水相萃取 ②溶剂萃取 ③反胶团萃取 ④凝胶萃取 ⑤超临界萃取

3、萃取的特点

萃取过程具有选择性

能与其他需要的纯化步骤相配合 分离效率高，生产能力大

传质速速快，生产周期短

4、萃取的 原理

萃取是一种扩散分离操作，不同溶质在 两相中分配平衡的差异实现萃取分离

5、工艺流程

①混合 ②分离 ③回收

6、影响溶剂萃取的主要因素

PH、温度、盐析作用、溶剂性质

7、双水相的定义

两种不相容的亲水性高分子 聚合物在水溶液中形成的两相 双水体系形成的原因 ：

由于较强的斥力或空间位阻，相互之间无法渗透，在一定条件下，即可形成双水相体系

亲水性聚合物水溶液和一些无机盐相混时，也因盐析作用会形成双水相体系

8、双水相萃取原理

溶质在两相中的溶解能力不同，遵守分配定律K=上相平衡总浓度/下相平衡总浓度

9、双水相萃取的特点： ①相混合能耗低 ②达到萃取平衡所需时间短 ③易进行工业放大 ④易实现连续操作

⑤步骤简便、通用性强

⑥适于易失活的蛋白质酶的提取纯化

10、双水相萃取的工艺流程 ①目的产物的萃取 ②PEG的循环 ③无机盐的循环

11、影响 双水相萃取的影响 ①成相高聚物浓度的影响 ②成相高聚物的分子量的影响 ③盐的影响 ④PH的影响 ⑤温度的影响

12、双水相萃取技术的应用 ①基因工程药物的分离与提取 ②酶工程药物的分离与提取 ③抗生素 的分离与提取

④天然植物药用有效成分的分离与提取

13、当三相成平衡态共存的点 称三相点

14、液气两相成平衡状态的点叫临界点

15、处于临界温度临界压力以上的流体叫做超临界流体

16、萃取原理

在温度不变的条件下，压力增加，其密度增加，其溶解度随之增加；压力不变的情况下，温度升高，密度降低，溶解度随之降低

17、超临界流体萃取的基本方法 等温法、等压法、吸附法

18、超临界流体萃取的特点 ①萃取和分离合二为一

②压力和温度都可以调节萃取过程的参数 ③萃取的温度低

④临街CO2常态下是气体无毒 ⑤超临界流体的极性可改变 20、超临界流体萃取的应用

细胞破碎、催化作用、去除杂质、杀菌作用 第七章

1、浓缩的目的

①作为结晶和干燥的预处理

②提高产品质量

③减少产品的体积和重量 ④增加产品的储藏 时间

2、浓缩的原理

指总固形物与溶剂部分分离的过程，使生物制品原料中水浓度降低到复合工艺要求的过程

3、蒸发浓缩的 定义

蒸发是溶液 表面的溶剂分子获得的动能超过了溶液内溶剂分子的吸引力而脱离液面逸向空间的过程

4、常用浓缩技术

蒸发浓缩、膜浓缩、冷冻浓缩、凝胶浓缩

5、冷冻干燥的过程 预冻

初级干燥 次级干燥

（冷冻温度为-10~-50°C）

6、干燥的定义 ：浓缩物料脱水的过程

热干燥技术：指将物料加于湿物料并排除挥发性湿分，获得一定湿含量固体产品的过程

7、冷冻干燥技术原理

通过升华从冻结的生物中去掉水分的过程

8、干燥曲线

在恒定的干燥条件下，以干燥时间为横坐标，物料湿含量为纵坐标可得干燥曲线

（预热阶段——恒速干燥阶段、降速干燥阶段）